Звезда из другой галактики раскрыла источник урана и плутония — но ответ оказался ещё загадочнее

Появление во Вселенной тяжёлых элементов вроде урана и плутония всегда оставалось одной из самых интригующих загадок астрономии. Новое открытие китайских учёных приблизило нас к разгадке, хотя и оставило немало вопросов.

Уникальная находка в Млечном Пути

Астрономы из Национальной обсерватории Китая зафиксировали звезду с необычным химическим составом — J0804+5740. Она расположена в области Гайя-Энцелад — это остатки карликовой галактики, слившейся с нашей около 8-11 миллиардов лет назад.

Главная особенность этой звезды — высокая концентрация актиноидов. Это самая тяжёлая группа элементов таблицы Менделеева, куда входят уран, торий, плутоний и другие радиоактивные вещества. Подобные звёзды встречаются крайне редко, что делает J0804+5740 особенно ценной для науки.

Что такое r-процесс

Формирование актиноидов связано с так называемым r-процессом — серией ядерных реакций, при которых атомные ядра стремительно захватывают нейтроны. Этот процесс протекает в экстремальных условиях, когда ядра не успевают распадаться и накапливают массу.

"Актиноиды — это самая тяжёлая группа элементов в периодической таблице… Они создаются в процессе быстрого захвата нейтронов", — пояснил докторант Колумбийского университета Анирудх Пател.

Однако наблюдать сам процесс напрямую почти невозможно. Учёные пока выделяют только два возможных места его возникновения: слияние нейтронных звёзд и взрывы магнетаров — особого вида сильно намагниченных нейтронных звёзд.

Загадка происхождения тяжёлых элементов

Несмотря на эти данные, существующих объяснений не хватает, чтобы описать всё разнообразие тяжёлых элементов во Вселенной. Именно поэтому открытие J0804+5740 так важно: звезда может стать недостающим звеном, показывающим иной путь их образования.

Наличие большого количества актиноидов указывает на то, что они возникли в условиях, отличных от привычных. Ученые предполагают, что одним из источников мог стать редкий тип катастрофического взрыва — магнитно-ротационно управляемая сверхновая. Такой взрыв создаёт богатую нейтронами среду, что идеально подходит для запуска r-процесса.

Как астрономы узнают состав звёзд

Для определения химического состава J0804+5740 применили атомную спектроскопию. Этот метод основывается на том, что атомы разных элементов поглощают свет на определённых частотах. Изучая спектр излучения, астрономы получают "подпись" вещества, присутствующего в атмосфере звезды.

Помимо химии, исследователи рассмотрели движение J0804+5740 и её "собратьев". Выяснилось, что подобные звёзды чаще всего имеют внегалактическое происхождение и пришли в Млечный Путь из более мелких галактик.

Нерешённые вопросы

Несмотря на прогресс, происхождение J0804+5740 остаётся загадкой. Её химический состав намекает на то, что одного сценария образования недостаточно. Возможно, актиноиды образуются в результате совмещения разных космических событий, включая ещё неизвестные процессы.

Это открытие поднимает новые вопросы перед наукой: если такие звёзды действительно приходят в наш Млечный Путь из других галактик, то насколько разнообразны источники тяжёлых элементов во Вселенной? И сколько ещё редких звёзд скрыто в космических глубинах?

Уточнения

Гала́ктика (др.-греч. γᾰλαξίας "Млечный Путь" от др.-греч. γάλα, γάλακτος "молоко") — гравитационно связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет.